超导磁体装置的运转方法及超导磁体装置制造方法及图纸

超导磁体装置(1)的运转方法包含下述步骤：使用冷却部(5)将超导线圈(2)冷却至小于或等于临界温度而使其转变为超导；从励磁电源(4)向已转变为超导的超导线圈(2)供给电流；停止电流的供给而开始永久电流模式；使超导线圈(2)成为小于或等于临界温度且高于稳定运转温度的特定温度；以及在使超导线圈(2)的磁场(C)稳定的特定条件成立后，将超导线圈(2)冷却至小于或等于稳定运转温度而开始稳定运转。

Operation method of superconducting magnet device and superconducting magnet device

The operation method of the superconducting magnet device (1) comprises the following steps: using the cooling section (5) to cool the superconducting coil (2) to a temperature less than or equal to the critical temperature to make it superconducting; supplying current from the excitation power supply (4) to the superconducting coil (2) which has been converted to superconducting; stopping the supply of current to start the permanent current mode; making the superconducting coil (2) to a temperature less than or equal to the critical temperature and higher than the stable operation The specific temperature of the rotation temperature; and after the specific conditions for stabilizing the magnetic field (c) of the superconducting coil (2) are established, the superconducting coil (2) is cooled to a temperature less than or equal to the stable operation temperature to start the stable operation.

【技术实现步骤摘要】
超导磁体装置的运转方法及超导磁体装置
本专利技术的实施方式涉及超导磁体装置的运转方法及超导磁体装置。
技术介绍
当前，已知使用了超导磁体装置的技术。例如，将超导磁体装置用于像磁共振成像诊断装置一样要求无误差的高磁场的领域。作为这样的技术，存在国际公开第2016/093085号(下面称作专利文献1)。
技术实现思路
专利技术要解决的课题在超导线圈的中心磁场中包含有基于在超导线圈的内部产生的涡电流的噪声磁场。该中心磁场的表面上的值是包含了噪声磁场的值。在这里，如果冷却机由于停电等现象而暂时地停止则超导线圈升温，噪声磁场的状态变化。例如，由于升温使涡电流消失从而噪声磁场也消失。即，如果冷却机暂时地停止则中心磁场的值会改变。在要求超高精度的中心磁场的场景中，要求该中心磁场的值稳定而不变化。本专利技术的实施方式是考虑到这样的情况而提出的，其目的在于提供能够使磁场稳定的超导磁体装置的运转技术。用于解决课题的手段本专利技术的实施方式涉及的超导磁体装置的运转方法包含下述步骤：使用冷却部将超导线圈冷却至小于或等于临界温度而使其转变为超导；从励磁电源向已转变为所述超导的所述超导线圈供给电流；停止所述电流的供给而开始永久电流模式；使所述超导线圈成为小于或等于所述临界温度且高于稳定运转温度的特定温度；以及在使所述超导线圈的磁场稳定的特定条件成立后，将所述超导线圈冷却至小于或等于所述稳定运转温度而开始稳定运转。专利技术效果通过本专利技术的实施方式，提供能够使磁场稳定的超导磁体装置的运转技术。附图说明图1是表示第1实施方式的超导磁体装置的剖视图。图2是表示第1实施方式的超导磁体装置的框图。图3是表示第1实施方式的超导磁体装置的电路图。图4是表示第1实施方式的中心磁场与温度之间的关系的图表。图5是表示第1实施方式的超导磁体装置的解析方法的流程图。图6是表示第1实施方式的超导磁体装置的运转方法的流程图。图7是表示第2实施方式的超导磁体装置的剖视图。图8是表示第3实施方式的超导磁体装置的剖视图。图9是表示第4实施方式的超导磁体装置的剖视图。图10是表示第5实施方式的超导磁体装置的剖视图。图11是表示第5实施方式的超导磁体装置的框图。图12是表示第5实施方式的中心磁场与温度之间的关系的图表。图13是表示变形例的中心磁场与温度之间的关系的图表。图14是表示第5实施方式的超导磁体装置的解析方法的流程图。图15是表示第5实施方式的超导磁体装置的运转方法的流程图。图16是表示第6实施方式的超导磁体装置的剖视图。标号的说明1(1A～1E)…超导磁体装置，2…超导线圈，3…永久电流开关，4…励磁电源，5…冷却部，6…线圈加热器，7…温度传感器，8…控制装置，9…冷却介质，10…真空容器，11…辐射屏蔽，12…第1冷却台，13…第2冷却台，14…线圈加热器电源，15…冷却部电源，16…PCS加热器，17…PCS加热器电源，18…磁场传感器，19…解析部，20…设定存储部，21…运转控制部，22…励磁电源控制部，23…特定控制部，24…PCS控制部，25…冷却控制部，26…计时部，C…中心磁场，F…降温期间，L…闭环，M…临界温度，N…稳定运转温度，Q…时间，R…升温期间，S…特定温度。具体实施方式(第1实施方式)下面，基于附图对本实施方式进行说明。首先，使用图1至图6对第1实施方式的超导磁体装置进行说明。图1的标号1是能够以永久电流模式运转的超导磁体装置。此外，永久电流模式是指，在构成超导磁体装置1的电路形成闭环，该电路被冷却至小于或等于临界温度而已转变为超导时，电流沿闭环永远流动的运转状态。如图1所示，超导磁体装置1具有：作为主线圈的超导线圈2；与该超导线圈2一起构成超导电路的永久电流开关3；向超导线圈2供给电力的励磁电源4；用于冷却超导线圈2及永久电流开关3的冷却部5；安装于超导线圈2的线圈加热器6；对超导线圈2的温度进行检测的温度传感器7；以及对各部件进行控制的控制装置8。此外，在下面的说明中，有时将永久电流开关简记为PCS(PersistentCurrentSwitch)。另外，超导磁体装置1具有：分别与超导线圈2及永久电流开关3连接，用于向冷却部5传导热量的冷却介质9；收容超导线圈2及永久电流开关3的真空容器10；配置于真空容器10的内部的辐射屏蔽11；与冷却部5连接的第1冷却台12；以及作为与第1冷却台12连接的传导部的第2冷却台13。并且，超导磁体装置1具有：向线圈加热器6供给电力的线圈加热器电源14；向冷却部5供给电力的冷却部电源15；用于加热永久电流开关3的PCS加热器16；以及向PCS加热器16供给电力的PCS加热器电源17。对于超导磁体装置1，在其制造阶段或设置阶段中，暂时地安装对超导线圈2的中心磁场C的磁场进行测量的磁场传感器18。另外，设置解析部19，其基于磁场传感器18测量出的磁场，预先对中心磁场C与超导线圈2的温度之间的关系进行解析。此外，在实际使用阶段中，可以不在超导磁体装置1设置磁场传感器18及解析部19。中心磁场C是指，超导磁体装置1在实际使用阶段中所需的部分产生的磁场。在图1中，将中心磁场C作为超导线圈2的中央的磁场而图示，但该中心磁场C不限定于处于超导线圈2的中央。例如，在配置多个超导线圈2的情况下，中心磁场C也可以处于各个超导线圈2的外侧。另外，中心磁场C也可以因为由多个超导线圈2产生的磁场而形成于一处。本实施方式的超导磁体装置1在实际使用阶段中开始稳定运转时，使已转变为超导的超导线圈2成为小于或等于临界温度且高于稳定运转温度的特定温度，在使超导线圈2的中心磁场C稳定的特定条件成立后，将超导线圈2冷却至小于或等于稳定运转温度而开始稳定运转。此外，本实施方式的超导磁体装置1例示了超导线圈2及永久电流开关3与冷却部5经由冷却介质9在热连接的传导冷却方式。冷却介质9由铝或铜等导热性好的材质形成。冷却部5由GM冷冻机等极低温冷冻机构成。冷却部5是传导冷却型，因此不需要液氦等制冷剂，因此能够简单地对超导线圈2及永久电流开关3进行冷却。另外，超导线圈2及永久电流开关3未浸泡于液氦等中，因此在冷却部5由于停电等现象而停止时，超导线圈2及永久电流开关3的温度会敏感地做出反应。接下来，参照图2所示的框图而对超导磁体装置1的系统结构进行说明。如该图2所示，控制装置8具有：存储关于超导磁体装置1的运转的各种设定的设定存储部20；总括各部件而对超导磁体装置1的运转进行控制的运转控制部21；对励磁电源4进行控制的励磁电源控制部22；对稳定运转开始前的超导线圈2的温度进行控制的特定控制部23；作为在永久电流模式开始时对永久电流开关3进行控制的永久电流模式控制部的PCS控制部24；对冷却部电源15进行控制的冷却控制部25；以及对时间的经过进行计时的计时部26(RTC：Real-TimeClock)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导磁体装置的运转方法，其包含下述步骤：/n使用冷却部将超导线圈冷却至小于或等于临界温度而使其转变为超导；/n从励磁电源向已转变为所述超导的所述超导线圈供给电流；/n停止所述电流的供给而开始永久电流模式；/n使所述超导线圈成为小于或等于所述临界温度且高于稳定运转温度的特定温度；以及/n在使所述超导线圈的磁场稳定的特定条件成立后，将所述超导线圈冷却至小于或等于所述稳定运转温度而开始稳定运转。/n

【技术特征摘要】
20180523 JP 2018-0987571.一种超导磁体装置的运转方法，其包含下述步骤：
使用冷却部将超导线圈冷却至小于或等于临界温度而使其转变为超导；
从励磁电源向已转变为所述超导的所述超导线圈供给电流；
停止所述电流的供给而开始永久电流模式；
使所述超导线圈成为小于或等于所述临界温度且高于稳定运转温度的特定温度；以及
在使所述超导线圈的磁场稳定的特定条件成立后，将所述超导线圈冷却至小于或等于所述稳定运转温度而开始稳定运转。


2.如权利要求1所述的超导磁体装置的运转方法，
包含预先解析而求出使所述磁场的变动成分消失的所述特定条件的步骤。


3.如权利要求1或2所述的超导磁体装置的运转方法，
使所述超导线圈升温至成为所述特定温度为止，保持所述特定温度固定，直至所述特定条件成立为止。


4.如权利要求1或2所述的超导磁体装置的运转方法，
使用加热器使所述超导线圈升温至成为所述特定温度为止，使所述加热器运行，直至经过预先决定的输出期间为止，由此所述特定条件成立。


5.如权利要求4所述的超导磁体装置的运转方法，

【专利技术属性】
技术研发人员：天野沙纪，高见正平，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP